文／莊銀良 浙江能工建設(shè)有限公司 浙江嘉興 314000

1、工程實例概況

該工程實例地下建筑面積約24167平方米，為二層整體地下室（圍護周長為492m），基坑普遍區(qū)開挖深度為10.70m，安全等級為一級。本工程基坑圍護結(jié)構(gòu)形式：主要采用SMW工法型鋼+二道裝配式預(yù)應(yīng)力組合鋼支撐?；?xùn)|側(cè)為新高路，道路邊線距離地下室邊線約7.1米；基坑西側(cè)為已建多層醫(yī)院建筑，其外墻距圍護結(jié)構(gòu)邊最近處為1.6米，該多層建筑無地下室；基坑北側(cè)6米外為鋼筋加工制作及周轉(zhuǎn)材料堆放場地；基坑南側(cè)圍護結(jié)構(gòu)外5米處為已建多層建筑圍墻。

從以上描述中可知，該工程周邊環(huán)境較復(fù)雜，特別是道路、材料加工制作場地，經(jīng)常有大型運輸車輛，其產(chǎn)生的動荷載對基坑會產(chǎn)生一定的影響，為盡量降低附近環(huán)境對深基坑圍護、支撐體系穩(wěn)定性的作用，縮短地下結(jié)構(gòu)施工周期，項目部經(jīng)討論研究決定采用分段、分層拆除預(yù)應(yīng)力型鋼支撐梁并流水施工的方式進行施工。

2、地下結(jié)構(gòu)施工、支撐梁拆除區(qū)塊劃分原則

（1）按支撐體系內(nèi)力較小位置，結(jié)合支撐梁布置點分區(qū)域，在確?；邮芰ζ胶?、變形可控、安全及穩(wěn)定的前提下加快施工進度；

（2）有利于型鋼支撐梁連續(xù)拆除及其后道工序可流水施工，不窩工，提高經(jīng)濟效益；

（3）必要時可靈活基礎(chǔ)底板或樓板內(nèi)設(shè)置施工縫以確保支撐梁在基坑安全的前提下提前拆除；

（4）按照以上原則，結(jié)合后澆帶及施工縫的位置可將地下結(jié)構(gòu)施工段劃分為7區(qū)塊（含3-1、3-2區(qū)）；依據(jù)預(yù)應(yīng)力組合鋼支撐受力體系情況及其布置位置可將拆撐區(qū)域在水平段上劃分為五區(qū)。具體劃分位置詳見以下附圖1:

圖1

3、支撐梁拆除前必須具備的條件

（1）基礎(chǔ)底板或中樓板砼傳力帶即換撐的砼強度必須達到設(shè)計值的80%以上，以同條件試塊砼強度報告為判斷依據(jù)。

（2）拆撐前公司技術(shù)部會同監(jiān)測單位及項目參與各方對基坑監(jiān)測報告進行數(shù)據(jù)分析，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)均無報警情形。

（3）拆除支撐所需要的人員、機械設(shè)備等需準備好，且檢查其安全狀況為良好。

（4）拆除期間應(yīng)急預(yù)案所涉及到的各項物資要提前備好。

（5）項目參與各方審查拆除支撐前的各項工作已好且在正式下發(fā)拆除令后方可拆除。

4、施工工藝流程

4.1 第二道（相對標高：-6米）預(yù)應(yīng)力組合鋼支撐拆除工藝流程

1區(qū)塊基礎(chǔ)底板及其傳力帶砼澆筑后強度達到80%以上---->一區(qū)第二道角支撐型鋼梁拆除---->2、3-1區(qū)塊基礎(chǔ)底板及其傳力帶砼澆筑后強度達到80%以上---->二區(qū)第二道對撐型鋼梁拆除---->3-2、6及7區(qū)塊基礎(chǔ)底板及其傳力帶砼澆筑后強度達到80%以上---->三區(qū)、四區(qū)第二道對撐型鋼梁拆除---->6、4區(qū)塊基礎(chǔ)底板及其傳力帶砼澆筑后強度達到80%以上---->五區(qū)西側(cè)第二道角支撐型鋼梁拆除---->5區(qū)塊基礎(chǔ)底板及其傳力帶砼澆筑后強度達到80%以上---->五區(qū)東側(cè)第二道角支撐型鋼梁及此處砼支撐梁拆除。

4.2 第一道（相對標高：-1.5米）預(yù)應(yīng)力組合鋼支撐拆除工藝流程

考慮到地下室負二層結(jié)構(gòu)各個區(qū)塊的施工復(fù)雜程度及其施工流水、拆除支撐梁班組施工的連續(xù)性，提高施工工效，在保證基坑穩(wěn)定安全的前提下，結(jié)合第二道支撐梁拆除過程中所積累的經(jīng)驗教訓(xùn)，調(diào)整第一道支撐梁拆除時間、工藝流程如下：

1區(qū)塊負二層結(jié)構(gòu)及其周邊中樓板換撐砼澆筑完成---->該區(qū)域砼強度達到80%以上---->一區(qū)第一道角支撐型鋼梁拆除---->2、3-1區(qū)塊負二層結(jié)構(gòu)及其周邊中樓板換撐砼澆筑完成---->該區(qū)域砼強度達到80%以上---->二區(qū)第一道對撐型鋼梁拆除---->4、6區(qū)塊負二層結(jié)構(gòu)及其周邊中樓板換撐砼澆筑完成---->該區(qū)域砼強度達到80%以上---->五區(qū)西側(cè)第一道角支撐型鋼梁拆除---->3-2、7區(qū)塊負二層結(jié)構(gòu)及其周邊中樓板換撐砼澆筑完成---->該區(qū)域砼強度達到80%以上---->三區(qū)、四區(qū)第一道對撐型鋼梁拆除---->5區(qū)塊負二層結(jié)構(gòu)及其周邊中樓板換撐砼澆筑完成---->該區(qū)域砼強度達到80%以上---->五區(qū)東側(cè)第一道角支撐型鋼梁及此處砼支撐梁拆除。

5、拆除期間應(yīng)注意事項

（1）支撐梁拆除過程必須分級、緩慢釋放應(yīng)力，完成卸載后，需繼續(xù)耐心觀察四至五個小時基坑圍護穩(wěn)定情況并指派專人觀察型鋼支撐結(jié)構(gòu)表面的細微變化，出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止并分析原因、提出解決方案。

（2）拆撐過程中基坑周邊三米范圍內(nèi)嚴禁堆載，三米范圍外堆載必須小于設(shè)計要求。

（3）支撐梁拆除期間，項目部安排專職安全人員，會同監(jiān)測單位共同對基坑周邊進行不間斷觀測，必要時增加監(jiān)測頻次。如有異常，須啟動相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

（4）每個拆除區(qū)域在拆除期間均需要設(shè)置警戒區(qū)，全程指派專職安全人員實施監(jiān)控。

（5）拆撐班組與土建施工各個施工班組需密切配合，相互提供工作面，做到互不影響，協(xié)調(diào)高效的進行作業(yè)。

（6）每個拆除區(qū)域在拆除期間均需要設(shè)置警戒區(qū)，全程指派專職安全人員實施監(jiān)控。

6、應(yīng)急預(yù)案

6.1 支撐向基坑方向水平位移大于或等于報警值

在支撐梁拆除期間因周邊環(huán)境發(fā)生變化如基坑周邊堆載超過設(shè)計值、基坑周邊裂縫未及時修補又突遇下大雨，造成圍護結(jié)構(gòu)外水土壓力升高從而引起支撐向基坑方向的水平位移大于報警值，可觸發(fā)以下應(yīng)急預(yù)案：

在支撐梁復(fù)加預(yù)應(yīng)力裝置處，即支撐連接件處設(shè)置專用千斤頂，逐級緩慢施加預(yù)應(yīng)力，同時支承軸力監(jiān)測單位配合全程監(jiān)測，共同確認安全后停止。

6.2 支撐向基坑方向水平位移大于或等于報警值

在支撐梁拆除期間由于周邊環(huán)境變化如基坑外開槽挖溝且深度較深引起支撐向基坑外的水平位移大于報警值，可觸發(fā)以下應(yīng)急預(yù)案：

在相應(yīng)的支撐預(yù)應(yīng)力施加端安裝千斤頂頂起加壓端，調(diào)壓預(yù)應(yīng)力的量，抽取加載時增設(shè)的鋼墊板，其厚度由監(jiān)測變形穩(wěn)定后的值確定，控制向外變形。

6.3 支撐軸力大于或等于報警值

支撐軸應(yīng)力達到或超過報警值，應(yīng)觸發(fā)以下應(yīng)急預(yù)案：

（1）當監(jiān)測值顯示應(yīng)力過大時，應(yīng)在支撐兩端位置的圍護墻上堆土反壓，以減少圍護墻體傳遞的壓力，以降低支撐應(yīng)力。

（2）在支撐梁增加一根以上型鋼，用于分攤受力，降低支撐應(yīng)力。

（3）如基坑周邊堆載過大或超過設(shè)計荷載，需重新調(diào)整堆載材料的重量，使之符合或小于設(shè)計要求。

6.4 組合鋼支撐連接螺栓被剪斷

鋼支撐連接螺栓被剪斷，應(yīng)啟動以下應(yīng)急預(yù)案：

（1）依據(jù)支撐軸力并結(jié)合螺栓所能承受的應(yīng)力，通過計算后決定在剪斷處適當增加連接螺栓數(shù)量；

（2）在剪斷處將連接桿件直接焊接，增加剪切受力面積（依據(jù)6.4.1方法通過計算獲得）。

6.5 構(gòu)件連接處局部屈曲

在支撐應(yīng)力較大或應(yīng)力集中處，出現(xiàn)構(gòu)件連接部位的局部屈曲，應(yīng)啟動以下應(yīng)急預(yù)案：

（1）全面檢查并確認局部變形的位置，在此處適當增加構(gòu)件的加勁板，加大構(gòu)件剛度；

（2）加勁板與構(gòu)件點焊連接或分段施焊，焊接質(zhì)量須檢測合格。

7、預(yù)應(yīng)力組合鋼支撐拆除前后數(shù)據(jù)分析

本基坑工程屬危險性較大工程，依據(jù)設(shè)計要求，業(yè)主聘請了具有相應(yīng)勘察資質(zhì)的單位編制了專項監(jiān)測方案并實施該工程的深基坑監(jiān)測，進行信息化施工；監(jiān)測內(nèi)容包括基坑頂部位移、冠梁水平位移、周邊地面沉降、深層土體水平位移（測斜）、坑外地下水位變化、支承軸力、立柱沉降監(jiān)測、周邊建筑物變形及周邊地下綜合管線等。依據(jù)施工現(xiàn)場平面布置圖，加之其他監(jiān)測項目變化值均較小且遠低于報警值，所以本文選擇一區(qū)、二區(qū)拆除區(qū)域中的深層土體水平位移、支承軸力（具體布置點位詳見附圖：施工段及拆除區(qū)域劃分圖）在支撐體系拆除前后的實測數(shù)據(jù)，說明以上施工工藝流程對深基坑安全、穩(wěn)定及變形的影響程度。

表1是一區(qū)第一道型鋼角撐拆除前、中、后其周邊4個測斜點的實測數(shù)據(jù)，從表中數(shù)值可知，西北角第一道角撐北面二個測斜點，即CX1累計位移值每天的變化速率在-0.69mm～0.46mm之間，CX2累計位移值每天的變化速率在-0.47mm～0.96mm之間，其值均小于1mm；東北角第一道角撐北面、東面二個測斜點，即CX3累計位移值每天的變化速率在-0.3mm～1.91mm之間，CX4累計位移值每天的變化速率在-1.88mm～1.19mm之間，其值雖然較前值大，但變化速率可控，其值均小于連續(xù)三天變化速率大于等于5mm的報警值；從表中數(shù)據(jù)可知，測斜點最大累計位移值每天均在左右波動，但其每天的變化速率及累計量最大值33.71mm均低于報警值。

表1 一區(qū)角撐周邊測斜點最大累計位移值（MM）

表2是一區(qū)第一道型鋼角撐拆除前后二區(qū)第一道對撐2個支承軸力每天的實測數(shù)據(jù)，從表中實測數(shù)據(jù)可知：該對撐上所設(shè)置的兩個支承軸力觀測點每天的數(shù)據(jù)變化均較小，基本上在1KN左右區(qū)間內(nèi)波動，說明臨近區(qū)域，即一區(qū)一道角撐拆除前后對其影響很小，基本上可以忽略不計；觀察表中所有實測數(shù)據(jù)可知，該兩個觀測點最大的支承軸力值751.9KN只有報警值的75%，該區(qū)域內(nèi)獨立的支撐體系安全、穩(wěn)定。

表2 二區(qū)第一道對撐支承軸力（KN）

表3 是一區(qū)第一道型鋼角撐拆除前后二區(qū)第一道對撐兩端2個測斜點每天的觀測數(shù)據(jù)，從表中數(shù)值可知：即CX5累計位移值每天的變化速率在-1.56mm～1.18mm之 間，CX2累 計 位移值每天的變化速率在-1.18mm～0.74mm之間，其值稍大，但變化速率可控，低于設(shè)計報警值；綜合表3實測可知，測斜點最大累計位移值每天均在波動，但其每天的變化速率及累計量最大值31.19mm均低于報警值。

表3 二區(qū)第一道對撐兩端測斜點最大累計位移值（MM）

綜上表1、表2及表3中每天變化的實測數(shù)據(jù)，證明預(yù)應(yīng)力組合鋼支撐在同一水平面內(nèi)分段拆除在措施到位、拆除各種所需條件均具備的前提下對臨近區(qū)域支撐梁的支承軸力及其兩端的深層土體水平位移影響不大，這進一步說明分段拆除對整個深基坑的安全、穩(wěn)定性影響小，該工藝流程、施工技術(shù)可行。

結(jié)語：

依據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，在確保深基坑穩(wěn)定、安全及對周邊環(huán)境影響盡可能小的前提下，提前做好可能會出現(xiàn)的各種風(fēng)險情形下的應(yīng)急預(yù)案并備好所需的應(yīng)急物資，科學(xué)合理的劃分施工段，靈活安排、組織結(jié)構(gòu)施工，嚴格執(zhí)行型鋼支撐梁的拆除施工工藝流程，使各工種作業(yè)人員盡量做到流水施工，從而加快施工進度（整個二層地下室結(jié)構(gòu)比原定計劃提前28天），提高經(jīng)濟效益，降低施工風(fēng)險。